Transporte através de membranas celulares

Tipos de transporte

Exemplos

Importância fisiológica

(carga e grau de hidratação)

Bicamada lipídica

é permeável a gases

e moléculas apolares

e polares PEQUENAS

Bicamada lipídica

é impermeável a íons

e moléculas polares

GRANDES

Transporte através de membranas celulares

(32 D)

(44 D)

(46 D)

Uréia (60 D)

(180 D)

Transporte em membranas - tipos

Passivo

Difusão simples

Difusão facilitada (mediador, transportador)

Ativo

Primário - ATPases

Secundário – uso indireto de energia

Não eletrólitos

Eletrólitos

TIPOS DE TRANSPORTE TRANSMEMBRANA

Químico

Elétrico

Forças responsáveis por transporte de substâncias

Gradientes

Difusão simples

Não eletrólitos – depende de:

• Movimento aleatório

• Tamanho da substância

• Gradiente

• Coeficiente de partição

Eletrólitos – depende de:

• Afinidade elétrica

Difusão facilitada – dependente de transportador

Transporte passivo

Coeficiente de partição (K)

K uréia = 0,0002

K dietiluréia = 0,01

Dietiluréia > Uréia

Difusão passiva simples através da bicamada lipídica

Soluto solúvel na região hidrofóbica da membrana

Sem gasto de energia a favor do gradiente

Exemplo de transporte

Difusão passiva de gases

Moléculas proteicas se estendem através da membrana e agem como

POROS. Quando abertas, permitem a passagem dos solutos

Difusão passiva

Difusão passiva

Difusão facilitada

Difusão facilitada

Glicose e alguns aminoácidos penetram por difusão facilitada

Identificadas, até o momento, 14 proteínas capazes de mediar

a difusão facilitada da glicose (GLUTS)

Transportadores de glicose – intestino delgado

Transportadores de aminoácidos resultantes da digestão de proteínas

Diferença entre difusão simples e facilitada

Sítios de fixação disponíveis

1) Baixas concentrações de soluto

sítios de fixação disponíveis

intensidade de transporte aumenta

2) Altas concentrações de soluto

sítios de fixação tornam-se raros

intensidade de transporte reduz

3) Todos os sítios de fixação

ocupados SATURAÇÃO

transporte é máximo.

1

2 3

1) SATURAÇÃO: proteínas carreadoras têm número limitado de sítios

de fixação para o soluto. O transporte máximo ocorre no ponto de

saturação, quando todos os sítios de fixação da proteína carreadora

estão ocupados com soluto.

2) ESTÉREO-ESPECIFICIDADE: sítios de fixação do soluto na

proteína carreadora são específicos. Proteína carreadora possui

especificidade química para o composto a ser transportado.

3) COMPETIÇÃO: apesar da especificidade, os sítios de ligação da

proteína carreadora podem reconhecer, fixar e até transportar solutos

quimicamente relacionados. Exemplo: D-glicose e D- galactose.

DIFUSÃO FACILITADA - CARACTERÍSTICAS

UNIPORTE transporte de um ÚNICO soluto de um lado

para outro da membrana

Classificação dos diferentes tipos de

transporte

TRANSPORTE ACOPLADO transporte de dois ou mais solutos

simultaneamente ou sequencialmente

Simporte solutos transportados na mesma direção

Antiporte solutos transportados em direções opostas

Ex. transporte acoplado, tipo simporte

Ex. transporte acoplado, tipo antiporte

Canais de transferência iônica

Outros exemplos de tipos de transporte biológico

Processo de transporte transmembrana, realizado por proteínas

transportadoras, com gasto de energia (ATP) contra gradiente

Exemplos de transporte ativo:

•Bomba de Na+ K+ ATPase

•Bomba Ca++ ATPase

•Bomba H+ ATPase

•Bomba H+ / K + ATPase

Transporte Ativo

Transporte Ativo

Origem

Função

Permeabilidade

seletiva

Na - pequena

K - moderada

Cl - alta

K+

-

- -

- - -

-

Na+

+ +

+

+

PO-4

K+

K+

PO-4

PO-4

PO-4

prot-

prot-

prot-

prot-

Na+

Na+

Na+

+ +

+ - + - + - + - +

- +

- +

Distribuição de cargas na membrana

Bomba Na+/K+

Utiliza a fosforilação de uma molécula transportadora como

fonte de energia

Bomba Na+/K+

Ca+2 ATPase (Bomba de Ca+2)

Encontrada nas membranas do retículo sarcoplasmático,

membranas mitocondriais e de diversos tipos de células

Bombeia Ca++ contra seu gradiente eletroquímico, mantendo

baixas as concentrações de íons Ca++ dentro da célula

Transporte ativo secundário

• Utiliza o gradiente eletroquímico como fonte de energia

• O movimento de um íon a favor de gradiente está acoplado ao

transporte de outra molécula (nutriente: glicose ou aminoácido)

Movimento de solutos na membrana plasmática envolvendo proteínas

da membrana

Epitélio do estômago (Antiporte entre HCO3- e Cl- para

formação do suco gástrico)

Epitélio do intestino (Simporte entre glicose e Na+)

Dutos pancreáticos (Formação de bicarbonato de sódio)

Célula muscular cardíaca (Antiporte entre Ca++ e Na+)

Sangue (Antiporte entre HCO3- e Cl- para trocas gasosas)

Formação da urina – néfron

Formação do osso (reabsorção óssea)

ONDE OCORRE TRANSPORTE ACOPLADO?

Exemplos

Formação do suco gástrico

(Bomba de prótons H+)

Formação do suco gástrico

(Bomba de prótons H+)

EPITÉLIO DO INTESTINO – ABSORÇÃO DO ALIMENTO

EPITÉLIO DO INTESTINO – ABSORÇÃO DO ALIMENTO

3 Na+

3 Na+

ATP

CÉLULA MUSCULAR CARDÍACA

2 K+ Ca 2+

Antiporte

(1)

Transporte

ativo

(2)

Eritrócitos (Trocas gasosas)

Antiporte

(troca de ânions)

Tecidos

Pulmão

Eritrócitos

(Trocas gasosas)

SANGUE

RIM

RIM

RIM

Acidificação da urina

RIM

Formação do osso

Reabsorção

Movimento da água

• É crítico para sustentar processos biológicos e reações químicas

• É facilitado por canais nas membranas biológicas

• Depende do balanço de cargas dos solutos e da pressão osmótica da solução.

Osmose, movimento da água e regulação do volume

celular.

OSMOSE fluxo de água por uma membrana

semipermeável, a partir de um compartimento em que a

concentração de solutos é menor, para aquele em que

a concentração de solutos é maior.

Osmose – transporte de solvente

Aquaporinas: proteínas transportadoras de água

Proteínas de membrana - Vesículas

de aquaporina no citoplasma

funcionam como “estoques de poros”

em caso de demanda do organismo

OUTROS TIPOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA

Transporte de macromoléculas

1) Partícula alvo liga-se à superfície da célula (proteína /receptor)

2) Membrana plasmática se expande, envolve e internaliza a partícula

3) Vesículas formadas por fagocitose (fagossoma) - maiores (1-2 mm) que as

formadas por endocitose (0,1 -0,2 mm)

Processos celulares que permitem a ligação e internalização de

macromoléculas e partículas do ambiente

Endocitose mediada por receptores

Entrada seletiva de pequenas partículas extracelulares.

CLATRINAS proteínas localizadas sobre a superfície

citoplasmática da membrana.

Pinocitose ou fagocitose

Proteínas de membrana que participam

Fagocitose

Sistema imune Leucócitos “Polícia biológica”

Sistema imune Leucócitos

Fagocitose de uma bactéria por neutrófilo

Anticorpo IgG distribuído por toda a superfície do linfócito

membrana plasmática do macrófago internaliza

completamente a célula

Absorção de imunoglobulinas (IgG) por macrófagos

Absorção do colesterol

Absorção do ferro

Ligante (íons Fe+3) é

internalizado e permanece na

célula

Aula prática:

“Fluxo de água em bexiga isolada de rã”

Bexiga da rã se comporta como estruturas renais de

mamíferos em resposta à vasopressina (hormônio

antidiurético HAD)

Túbulos (dutos) coletores- presença de receptores de HAD

Estrutura renal

Estrutura de um néfron

Rã- touro

Condições testadas na aula:

Concentração de vasopressina (HAD)

Concentração de cálcio

Aquaporina

Vesículas de aquaporina migram

até a membrana plasmática das

células, fundindo-se à ela e

auxiliando no transporte de água

Íons Ca+2 auxiliam na migração

das vesículas de aquaporina

Osmolaridade sérica

• Medida da quantidade de substâncias dissolvidas na porção

fluida do sangue (soro).

• Substâncias que afetam a osmolaridade sérica incluem sódio,

cloreto, bicarbonato, proteínas e glicose. A medida da

osmolaridade sérica é feita para avaliar o balanço hídrico e

eletrolítico.

• Concentração normal (humano) = 275-295 miliosmoles/kg

(mOSm/kg)

O que afeta a osmolaridade?

• HAD - hormônio antidiurético ou vasopressina

• Produzido pelo hipotálamo e liberado no sangue pela pituitária